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	<title>又得浮生一日凉</title>
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	<description>化学 让生活再上新台阶</description>
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		<title>氧化物表面的M=O键性质与催化剂活性和选择性的关联</title>
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		<pubDate>Sat, 12 May 2012 15:13:22 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[PS：对于O 1s 的XPS峰，一般的有在529.0 eV处为晶格氧（M-O-M），而在531.8 eV和在533.1 eV处分别为羟基氧（M-O-H）和吸附氧 （O2）. 氧化物表面的M=O键性质与催化剂活性和选择性的关联 （1）晶格氧（O=）起催化作用•对于许多氧化物催化剂和许多催化反应，当催化剂处于氧气流和烃气流的稳态下反应，如果使O2供应突然中断，催化反应仍将继续进行一段时间，以不变的选择性进行运转。 •若催化剂还原后，其活性下降；当供氧恢复，反应再次回到原来的稳态。这些实验事实说明，是晶格氧（O=）起催化作用，催化剂被还原。 一般认为，在稳态下催化剂还原到某种程度；不同的催化剂有自身的最佳还原态。根据众多的复合氧化物催化氧化概括出： •（A）选择性氧化涉及有效的晶格氧； •（B）无选择性完全氧化反应，吸附氧和晶格氧都参加反应； (C) 对于有两种不同阳离子参与的复合氧化物催化剂，一种阳离子Mn+承担对烃分子的活化与氧化功能，它们再氧化靠沿晶格传递的O=离子； •使另一种金属阳离子处于还原态承担接受气相氧。这就是双还原氧化（dual-redox）机理。 ⑵烃类晶格氧选择性氧化•烃类催化选择性氧化，在工业上一般以氧气或空气为氧化剂，催化剂多为变价过渡金属复合氧化物。 •就反应机理而言，大多符合氧化-还原（redox)机理。 •它包括两个主要过程： •a.气相的烃分子与高价态金属氧化物表面的晶格氧（或吸附氧）作用，烃分子被氧化为目的产物，晶格氧参与反应后，催化剂金属氧化物被还原为较的价态； b.气相氧将低价金属氧化物氧化到初始高价态，补充晶格氧，完成redox循环 在催化氧化过程中，氧化物表面吸附的氧分子接受固体中的电子形成富电子的氧物种，O2-和O-，在较高温度下气/固界面的O-可以第二次得到电子形成O2-离子而结合到氧化物的表面中。 强亲电性的O2-和O-物种进攻有机分子中电子密度最高的部分进行亲电加成作用，形成过氧或环氧化合物，并且进一步发生断裂而使烃分子降解。 •起始，烯烃形成饱和醛，而芳烃形成相应的酸酐；但在高温时，高反应活性的饱和醛迅速发生全氧化。 晶格氧离子O2-是亲核试剂，它没有氧化性质。 •O2-通过亲核加成插入到烃类分子缺电子的位置上，导致选择性氧化，这种方式生成的含氧化合物的类型取决于碳氢化台物活化的途径，即反应物分子与催化剂表面活性中心之间形成的中间态结构。 原文链接：http://emuch.net/bbs/viewthread.php?tid=2169584&#38;fpage=1 &#160;]]></description>
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		<title>氧空位</title>
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		<pubDate>Mon, 07 May 2012 15:22:17 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[写在前面：本文主要参考的是小木虫上的资料，严格的说是将小木虫上相关的资料整理得到的，在这里对各位虫友表示感谢。 首先要明确以下两个概念：空位的概念是固体结构化学或材料学中的，指的是晶格格位无应有原子之结构；空穴的概念是固体及半导体物理中的，指的是一电子相对应的带正电荷的载流子。 在一定的外界处理条件下，导致晶体中氧缺失，形成氧空位，缺陷方程可以表示为O=1/2O2+Vo；不同情况下，导致氧空位Vo的电离，释放出一个或者两个电子，缺陷方程为Vo=Vo+ + e-，Vo+=Vo++ + e-，总的缺陷方程为：O=1/2O2 + Vo++ +2e- 从缺陷方程可以看出，氧空位带正电；另外也可以这样认为，当O失去形成空位时，留下两个电子，如果这两个电子是自由的，不在原来氧的位置，则该位置在相应的结构环境中，将显示正电性；如果所形成的空位在该环境中能吸引自由电子且能束缚电子，但是考虑到两个电子在一起是相互排斥的，所以这个空位只能束缚一个电子,总的结果仍旧是氧空位束缚一个单位的负电荷，显示正电性。 由于氧空位本身不被电子占据时带正电，被电子占据时可成电中性，故而称为施主能级Donor Level，这是通俗理解。事实上本质原因是Vo在禁带中的能级位置（靠近导带）决定了它的电子容易跃迁到导带上，因而决定了氧空位属于Donor Level。但是更本质的解释要从导带等概念入手。 对于氧空位的检测，现在还没有比较系统专用的仪器，一般而言，低温紫外可见光谱在一定程度上可以检测到氧空位的存在，当也不是很准确的证据。同理的还有拉曼光谱，比如说对于ZnO，一般认为氧空位存在与525~700cm-1的泛化峰之间有比较直接的关系。另外就是电子顺磁共振，这的确是一种比较有效的检测方法。 而对于氧空位在光催化中的作用机理则比较简单。首先是紫外光UV下的机理，其实很简单。电子可以直接从VB激发到CB，一般来说，被UV激发后，VB中的空穴和CB上的电子都能参与反应，比如，在O2存在的情况下，被激发后的电子可以被O2捕获，形成各种超氧，过氧自由基等等。  这些自由基会参与很多反应，如果控制得好，还能控制某些有机合成中的选择性。此外，如果没有O2，那么空穴也能直接参与某些光催化反应，最简单的就是甲醇，乙醇溶液的放氢，也就是光分解水，只不过甲醇，乙醇做为牺牲试剂罢了。当然，在有O2存在的条件下，到底是空穴还是O2参与反应，这要靠实验去证实了，一个好的办法就是做ESR，可以检测到很多自由基，包括空穴的信号。 而对于可见光下的作用机理，会涉及到上文所谈到的donor level 有关。 上文明确的提到氧空位会在半导体的禁带中引入一个杂质能级，也就是donor level，效果等同于过渡金属的掺杂后形成的费米能级，这个杂质能级，对于TiO2经过DFT计算，恰好位于conduction band的下面一点，大概距CBM~0.4 eV。本来TiO2只能被UV激发，现在在禁带之间有了能级，就可以被visible-light激发了，visible-light二次激发后的效果，也就和UV激发是一样的了，O2也能会因为接受电子后被活化了，就能参与氧化还原反应了。另一方面，对于光生的电子和空穴，由于氧空位所形成的能级可以作为donor level，作为电子的捕获能级，其在一定程度上可以减少光生电子和空穴的复合，从而提升光催化的效果。 从上文看来，氧空位可以给光催化带来极大的好处，但是在另一方面，在光催化中起到重要作用的O2会吸附到催化剂表面，进而和催化剂发生反应，补充氧空位的位置。如此一来，经过一系列反应之后，那些氧空位就名存实亡了。所以，一般含有氧空位的催化剂，重复使用效果都很差。除非可以在催化剂晶体的内部制造出大量氧空位，使得这些氧空位和外界的O2不易接触，那么催化剂的循环使用效果会比较好。总的来说，含氧空位的催化剂，一般都会去做一下可见光下的催化效果，如果有，那就OK了。不太会去尝试UV下的催化的，因为这样就失去了氧空位催化剂的最大优点了。]]></description>
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		<title>壬辰杂记三·审稿一篇</title>
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		<pubDate>Tue, 01 May 2012 15:29:54 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[虽然很久之前，实验室导师让我尝试着审一篇小论文，但因为当时课程有多并且自己忙着补数据，俨然的没有完成任务。不过当时导师给我的一句话让我感触颇深：“别人审你论文的时候你也是蛮着急的，现在没有什么特殊原因的话，用不了很长的时间是可以把论文审完的。所以不要给人拖。” 吸取了上次教训后这一次转发的邮件一到，首先自己看了下，大概有了了解后就放了下来，虽然不能够给人拖，但是也不能三下五除二的一天搞定，这也是对别人的不负责任。 不过看完之后我对这个巴西的学者所做的工作感到非常不舒服。他利用电纺制备了TiO2的纳米线，然后在不同的温度下进行热处理，最后测试其光降解能力。在这里作者和P25进行了比较，虽然效果不如P25好，不过已经很接近了。结果如此也情有可原，毕竟不是每一个材料都可以做的那么perfect。但是他在这里对光降解的定性是利用T%——一般而言，偷懒的情况下可以利用最大吸收波长的Ct/Co来表征，那么他这里的T%是最大吸收波长的呢，还是全波谱下的最大吸收值呢？没有说，糊涂账一个。 更令人火的是下面有出现了糊涂账，甚至是故意的。上文作者得到了某个温度下的最佳值，然后在此条件下进行了其他金属的掺杂，同样测试其光降解效果。那么，按照对比原则，应当放入掺杂前的数据作为对比，不过作者居然没有放，然后我仔细比较了下两个图中的数据，发现掺杂后变差了一些或者很多——难道是故意的？他给我的第一感觉就是如此——我承认不是所有情况下都可以更好，最好是我以小人之心度君子之腹——如果都是更好的话，人类的科技水平绝对不止现在的这样。所以差的结果也有价值，至少你证明了某种条件不好，或者某种方法不对，但是你要给出合理解释，这也是对科学进步的极大推动。遗憾的是作者没有给出任何解释，只是结果一摆，说某掺杂效果最好——这不是坑人吗！其实不掺杂最好！ 牢骚日志一篇~~~]]></description>
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		<title>低成本太阳能电池创效率新纪录</title>
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		<pubDate>Sat, 28 Apr 2012 13:52:06 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[在澳大利亚太阳能研究院的支持下，悉尼大学化学学院教授蒂姆·施密特联合德国亥姆霍兹材料和能源中心，开发出了一套被称为“光化增频变频”的“太阳能电池涡轮增压器”，其允许将太阳能电池中丢失的能量转换成电力，从而使适用于屋顶的低成本太阳能电池板的效率达到创纪录的40%。该发现发表在最新一期《能源与环境科学》杂志上。 施密特教授表示，使用增频变频技术的新工艺可捕获目前太阳能电池尚未使用的部分太阳光谱，避免了昂贵的太阳能电池再开发过程。此项技术通过迫使两个乏能的红色光子相结合，并形成一个可捕光的富能黄色光子，然后转换成电力，从而提高了太阳能电池的效率。 研究人员现已拥有一套检测增频变频太阳能电池的基准程序，该程序虽尚待改进，但研究人员表示这一发展路径已十分清晰。（来源：科技日报 冯卫东）]]></description>
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		<title>新型催化剂使氢存储变得安全可逆</title>
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		<pubDate>Fri, 20 Apr 2012 15:02:15 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[美国能源部布鲁克海文国家实验室研究团队开发出一种新型的催化剂，可在室温、常压下，催化H2和CO2反应生成液态的蚁酸（亦称甲酸，分子式为HCOOH）。通过调整溶液的pH值，该反应能可逆进行。 该团队在探究了日本产业技术综合研究所研究人员Yuichiro Himeda带有芳香二亚胺配位体的铱金属络合物催化剂的工作原理之后，利用美国斯克利普斯研究所合成的配位体，得到这种新型的铱金属催化剂。下图展示了该催化剂在可逆催化反应过程中的质子化和去质子化状态。 相关研究工作发表在Nature Chemistry上（文章标题：Reversible hydrogen storage using CO2 and a proton-switchable iridium catalyst in aqueous media under mild temperatures and pressures）。 原文题目：Reversible hydrogen storage using CO2 and a proton-switchable iridium catalyst in aqueous media under mild temperatures and pressures 原文摘要：Green plants convert CO2 to sugar for energy storage via photosynthesis. We report a novel [...]]]></description>
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		<title>氢处理纳米材料在光催化、PEC、超级电容器及锂离子电池等领域中的应用</title>
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		<pubDate>Mon, 16 Apr 2012 15:33:51 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[氢处理作为一种简单的处理手段，能在纳米材料的表面引入大量的缺陷等，对其性能有重要的影响。附件是氢处理纳米材料最近两三年在光催化、PEC、锂离子电池和超级电容器等领域方面发表的论文，有Science, Nano Lett., Energy Environ. Sci., Chem. Mater., Chem. Comm., etc. 希望对大家的研究有所帮助。 提起氢处理，首先要提起2011年发表在Science上的这篇文章：Increasing Solar Absorption for Photocatalysis with Black hydrogenated Titanium Dioxide Nanocrystals, Science, 2011, 746-750. http://www.sciencemag.org/content/early/2011/01/19/science.1200448 这应当是最早关于氢处理半导体材料的一篇论文。之前对于TiO2光催化性能的提升主要通过诸如担载贵金属、掺杂以及符合其他半导体。在这里作者将光催化中最常用的TiO2使用H2处理后其性能大增，稳定性也非常的好。自此之后氢处理的文章渐多。在这篇文章中作者发现氢处理后其对于光的吸收边带红移，从原来的~290nm一直移动到近红外区，对光的吸收增加，进而提出氢处理后半导体材料表面的无序结构和“掺杂”增加，主要是悬空键急剧变多。我们知道，对于半导体材料表面的悬空键位一般是化学反应的位点。因而作者指出在这里TiO2性能提升的主要的原因是氢处理后TiO2能带间隙变窄，并且反应位点增多。最后作者通过多种光谱数据证明了提出的解释。 PEC: 下面三篇文章都是出自美国加州大学圣克鲁兹分校 Yat Li 研究小组的三篇关于PEC的论文。该研究小组通过对TiO2、WO3、ZnO三种常见的PEC半导体进行氢处理，然后研究其PEC性能，并对其电化学性质进行了系统的研究。结果表明，通过氢处理，这几种半导体材料的载流子增加，并且稳定性也增加——这里感觉有点小的矛盾：一般而言，其性能的增加来源于其表面的悬挂键增加，而不饱和键一般而言相对于饱和配位键是不稳定的，但是测试的结果却是稳定性增加，因而还需要进一步的研究。 Hydrogen-treated TiO2 nanowire arrays for photoelectrochemical water splitting, Nano Lett., 2011, 11, 3026-3033. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl201766h Hydrogen-treated WO3 nanoflakes show enhanced photostability, Energy Environ. Sci., [...]]]></description>
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		<title>Jacs论文：甲酸中Pd电极上CO形成过程的表面增强红外光谱研究</title>
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		<pubDate>Fri, 13 Apr 2012 15:38:32 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[本文转载自小木虫，原帖作者为Niarb，原帖地址：（点击这里传送） 题目：From HCOOH to CO at Pd Electrodes: A Surface-Enhanced Infrared Spectroscopy Study 文献出处：J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (38), 14876-14879. 作者：Wang, J. Y.; Zhang, H. X.; Jiang, K.; Cai, W. B. 摘要部分： The decomposition of HCOOH on Pd surfaces over a potential range of practical relevance to hydrogen production and fuel cell anode operation [...]]]></description>
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		<title>电化学还原二氧化碳制备异丁醇等醇类</title>
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		<pubDate>Tue, 10 Apr 2012 15:07:43 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[这是一篇来自科学网的报道，介绍的是最近发表在Scinece上一篇关于电化学CO2制备醇类的通讯：仅有一页纸的长度，但包含的信息量还是比较大的。在这篇文章中作者首先介绍了之前利用太阳能的主要方式和不足：太阳能电池直接产电，保存比较困难（所以现在在大力发展超级电容器和锂电池）；直接产氢，虽然可以解决一定的迁移和保存问题，但是氢气易燃易爆，保存条件苛刻。所以下面就引出了电还原CO2。如果仅仅如此的话，我感觉在目前的Science上发表一篇通讯还是有些难度，毕竟这个已经研究了很多年了，特别是利用贵金属电极和诸如Cu，Ni，Co等过渡金属电极还原CO2的研究还是比较多的。在这里作者将细菌引入电极还原过程中——虽然现在这个在燃料电池上应用的相对比较多，但是在电还原上还是第一次见到（我孤陋寡闻），所以还是一篇漂亮的Paper。 据物理学家组织网近日报道，美国加州大学洛杉矶分校萨缪里工程与应用科学学院的研究人员，首次展示了利用电力将二氧化碳转化为液体燃料异丁醇的方法。相关研究报告发表在《科学》杂志上。 该学院化学及分子生物工程系的廖俊智教授及其同事提出了一种将电能储存为高级醇形式的化学能的方式，可作为液体运输燃料使用。廖俊智说：“目前一般使用锂离子电池来储存电力，存储密度很低，但当以液态形式存储燃料时，存储密度能显著提升，并且新方法还具备利用电力作为运输燃料的潜力，而无需改变现有的基础设施。” 研究小组对一种名为“富养罗尔斯通氏菌H16”的微生物进行了基因改造，使用二氧化碳作为单一碳来源，电力作为唯一的能量输入，在电子生物反应器中生产出异丁醇和异戊醇(3-甲基-1-丁醇)。 光合作用是指植物等在可见光的照射下，经过光反应和暗反应（又称碳反应）两个阶段，利用光合色素，将光能转化为化学能，将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程。在此次研究中，科学家将光反应和碳反应分离开来，不利用生物的光合作用，而改用太阳能电池板将阳光转化为电能，随后形成化工中间体，以其促进二氧化碳的固定，最终生成燃料。廖俊智解释说，这一方式将比普通的生物系统更为有效。后者需要基于大量农耕土地种植植物，新方式则由于不需要光反应和碳反应同时发生，所以可将太阳能电池板置于沙漠中或屋顶上。 理论上，太阳能发电所产生的氢可促使转基因微生物中的二氧化碳转化，以形成高能量密度的液体燃料。但溶解性低、质量迁移率低，以及和氢相关的安全隐患都制约了这一过程的效率和可扩展性，因此，研究小组采用甲酸替代氢作为中间体和高效的能源载体。科研人员表示，他们首先借助电力产生甲酸，再利用甲酸促进二氧化碳在细菌中的固定，在黑暗中生成异丁醇和高级醇。 廖俊智表示，电气化学中甲酸盐的生成，生物学中二氧化碳的固定，以及高级醇的合成，都为电力驱动二氧化碳向多种化学物质的生物转化开启了可能。此外，甲酸盐转化为液体燃料也将在生物质炼制过程中发挥重要作用。（来源：科技日报 张巍巍 原文链接） 原文题目：Integrated Electromicrobial Conversion of CO2 to Higher Alcohols 原文摘要：One of the major challenges in using electrical energy is the efficiency in its storage. Current methods, such as chemical batteries, hydraulic pumping, and water splitting, suffer from low energy density or incompatibility with current transportation infrastructure. Here, [...]]]></description>
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		<title>仅1.9微米厚的太阳能电池</title>
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		<pubDate>Tue, 10 Apr 2012 14:44:45 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[英国《每日电讯报》报道，澳大利亚和日本科学家已经发明出一种比蜘蛛网更薄的太阳能电池，这种电池非常柔软，甚至可以缠绕在一根头发上。这种超薄太阳能电池由镶嵌在塑料薄片上的电极组成，厚仅1.9微米，相当于现在最薄太阳能电池的十分之一。这种超薄、超轻、超柔韧的太阳能电池将来用途很广，包括可以用于便携式电子充电装置或用于制造电子纺织品。 东京大学研究人员西岗关谷(Tsuyoshi Sekitani)称：“这种装置的厚度要小于一张蜘蛛网。因此，你可能感受不到它的重量，但其弹性很好。你可以像徽章一样将其佩戴在衣服上，它就可以吸收太阳能。戴着监控身体健康状况传感器的老人也无需再带电池。” 自从福岛核危机爆发以来，许多日本科学家和消费者对太阳能日益关注。这种新型太阳能电池将在5年内投入使用。研究人员现在正增加其将太阳光转变为电 流的效率。此外，他们还在想方设法增加新太阳能电池的体型，因为太阳能电池的发电能力与体型成正比。这种电池很柔韧，即使体型增大也不会因弯折损坏。(文 /国际在线)]]></description>
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		<title>JACS新作：晶面控制以及氮掺杂TiO2可见光催化能力研究</title>
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		<pubDate>Thu, 05 Apr 2012 15:46:07 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[虽然近些年来，很多科学工作者将TiO2光催化性能的研究重点放置在控制其暴露晶面来增强其催化性能上，但是传统的合成方法大都需要比较苛刻的实验条件，比如高温高压、高腐蚀性原料等。 此外，最近的研究表明具有复合结构的纳米材料通常具有更大的表面反应位点，以及良好的光吸收能力，从而增强传统材料的光催化性能。所以使用简单的方法合成具有复合结构的TiO2具有十分重要的意义。 一般而言，现在对于TiO2不同晶面（族）的光催化性能有如下认识：｛010｝&#62;{101}&#62;{001}，虽然目前的影响机理并不是很清楚，大体上大家推测是不同的晶面拥有不同的光电子生成能力，迥异的表面反应位点/活性等等。（其他材料晶面影响机理可以参考我的上一篇日志的那篇论文和我的一点粗略认识，点击这里传送） 本文中作者通过简单的EISA法制备了氮掺杂的钛酸盐/锐钛矿TiO2的核壳纳米带，这种材料暴露了{101}晶面，能够吸收更多的光子，载流子移动速率加快，并且不易复合，从而提高了可见光催化活性以及稳定性。 原文题目： Nitrogen-Doped Titanate-Anatase Core–Shell Nanobelts with Exposed {101} Anatase Facets and Enhanced Visible Light Photocatalytic Activity 摘要： ABSTRACT: Anatase TiO2 with specifically exposed facets has been extensively studied for maximizing its photocatalytic activity. However, most previous preparation methods involve high-pressure processing and corrosive chemicals. Few works have been conducted on hierarchical [...]]]></description>
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		<title>JACS上BiOCl不同晶面光催化性能研究论文解析</title>
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		<pubDate>Mon, 02 Apr 2012 15:50:11 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[这是华中师范大学Zhang Lizhi教授最近发表在JACS上的一篇关于BiOCl不同晶面光催化性能研究的通讯论文。原论文的题目为，Synthesis and Facet-Dependent Photoreactivity of BiOCl Single-Crystalline Nanosheets （点此传送，或留言索取本文）。下面是小木虫虫友flylrh 的分析。 BiOCl这种光催化材料在最近几年有不少人研究过，比如上师大的李和兴教授，他和卢云峰教授强强联合，发了不少牛论文，很多都和光催化有关，其中就有BiOCl空心材料。另外，山大的黄柏标教授（Chem. Eur. J. 2011, 17, 9342 – 9349），武大的Zan Ling（Chem. Commun., 2011, 47, 6951–6953），都有所涉猎。BiOCl制备非常简单，而且原料易得，只需要在硝酸铋的前驱体加入KCl，NaCl，水热，溶胶-凝胶法后就可以制得。不过比较可惜的是BiOCl带隙比较大，只能吸收紫外光，所以对它还需进一步改性才能变成可见光催化材料（比如：Scripta Materialia 56 (2007) 669–672）。 晶面控制光催化性能一直以来都是非常引人入胜的科研方向，如果能很好的控制和暴露高能晶面，那一般都能获得很好的催化效果，加以详细研究的话就能发好论文了。澳洲的Max. Lu当年就有一篇Nature把TiO2的晶面控制得异常完美(Nature 453, 638-641 )，东京大学的Domen也做过类似的研究，比如在TiO2或者其它光催化材料不同的晶面上负载PtNPs，看看哪个晶面负载是最好的，还有叶金花教授用非常简单的方法制备了晶面控制的Ag3PO4，已经在JACS上报道了（JACS，卷: 133 期: 17 页: 6490-6492）。 当然，除了光催化，其它催化，比如CO氧化，醇的选择性氧化，电催化等等，都可以把晶面控制得很好的材料加以应用。最近李亚栋院士就有一篇Angew的综述专门讲这方面应用的（Catalysis Based on Nanocrystals with Well-Defined Facets；DOI: 10.1002/anie.201102619）。李院士在材料的合成方面，是大师级别的，所以有人开玩笑说，可惜啊，到去年才评上院士，其实早该上的。从前几年开始，李院士就把他的材料广泛的应用于催化了，也出了好多成果，其中也有光催化的，比如Au/ZnO材料已经发到了JACS上（Au-ZnO Hybrid Nanopyramids and Their Photocatalytic Properties； JACS，卷: 133 期: [...]]]></description>
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		<title>小木虫虫友讨论Jacs Au/TiO2光催化新作</title>
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		<pubDate>Thu, 29 Mar 2012 15:04:00 +0000</pubDate>
		<dc:creator>xieshil</dc:creator>
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		<description><![CDATA[下面的几乎所有的内容都来自与小木虫论坛上关于Au/TiO2光催化论文的讨论。点击这里进入讨论帖。 &#160; 刚看了一篇JACS最新接收的光催化文章，题目Gold Nanoparticles Located at the Interface of Anatase/Rutile TiO2 Particles as Active Plasmonic Photocatalysts for Aerobic Oxidation。 （文献链接） 简单来说，本篇文献就是讲述的Au/TiO2光催化剂。对于Au，可以说近些年研究的较热，论坛里有很多Au负载在半导体上的光催化反应，在这我就不多说了。 对于这篇文献，个人认为有三个新点, 一是Au的粒径,文献中的为《5nm,大家都知道，Au不管是光沉积还是传统的浸渍还原其得到的粒径都是大于5nm的，当然也有做到小于5nm的；但是本文作者有为什么可以凭小于5nm的Au负载发到JACS上呢？ 下面开始第二个创新点：Au负载到了锐钛矿和金红石的交界处！李灿曾提出两相交界处可以提供很好的电子转移，其结果发表在了angew上。但是未曾报道有人把金属负载到两相交界处来做文章的。 本文就给出了两张TEM照片，说明了Au确实在两相交界处，但感觉这个很不靠谱： 这样的巧合估计大家要是耐着性子也能找到。他就能凭这两点发JACS吗？ 下面看看他的第三点：可见光！现在只要涉及到可见光，数据做的差不多基本都能发个好点的文章！ Au/TiO2做了这么多年，谁又能凭它做可见光呢？ 上面就是个人认为的三点“新”。 当然，文中也做了比较详尽的工作来证明自己的结论。 任何一篇文章都得有自己的观点，都得用实验事实来证明这个观点，这些都是二话了。。。。 xcatalytic的看法是：金纳米粒子的粒径，用沉积沉淀就可以控制的很小，可以去看看Haruta 的文章，Au和TiO2做可见光选择性氧化时早就有人做过的，这篇文章真正的亮点在于，能够将金纳米粒子沉积在界面处，以及这种结构的特殊催化性质。我想，我们是可以找到负载在界面处的金，但是你很难用活性实验证实这种结构的金会有区别不负载在界面处的金的，这篇文章就是讨论控制温度，来使得金负载在不同的晶形以及位置的TiO2上面，这样得到不同构型的金催化剂，并且讨论这种催化剂活性同构型之间的关系，提出界面处负载金对活性提高的特殊作用，姑且不论这一个实验的可靠性，就从观点上来说，就是很新颖的一篇文章，关于这一部分构型的分析与讨论，也是非常棒的学习材料，符合JACS对于新意的要求。 &#160; 虫友doctorzyjunior的看法则是：灿哥的文章起码有紫外拉曼顶着，虽说不是什么特别牛叉的手段（不过貌似最近在国际上得了XXX奖），但也至少阐述了surface物相到底是什么，重要性不言而喻。这JACS有点玩概念了，既然敢大言不惭在标题里写上interface，那起码也得有ET做支持是吧？不过也算了，要是有ET，估计起价也得NC级别的，所以就不跟他计较了，谁让自从有了NC，JACS开始掉价了呢。不过觉得编辑们应该留意了，丫的再敢拿bright field image来扯interface，小心让你JPCC都被拒掉，看看人家Catalysis Today 160 (2011) 165–169，（点击这里链接到该文献）啥都明白了。米有办法，只能说催化结果好，前面纯属瞎吹。在如今这个各种卓越表征手段林立的年代，想用这种TEM来唬人已经很难了，姑且相信吧。还是那句话，结果好压倒一切啊！以及虫友yanjunqing的看法和doctorzyjunior类似：我感觉Au负载到两相交界处很不靠谱。。。咱们做光沉积也能做到那样只是没有耐下心来在TEM中找而已。还有其实文章中的催化性能很好！可以说这篇文章卖的就是Au/P25的好催化性能，怎么去解释呢？只能自圆其说了——Au负载在了两相交界处！！！ 感觉很不靠谱啊。 不过，我觉得版主大人flylrh的想法比较小系统和有深度，大家都学习下： 这篇论文刚出来我就注意到了，但是一直没时间仔细看，今天抽空看了一遍，我把自己的意见说一下。 首先，该论文是日本知名催化专家大阪大学的Yasuhiro Shiraishi教授写的，Prof. Shiraishi不仅做出了很多光催化选择性氧化方面的牛论文，比如J. Am. Chem. Soc., 2005, 127 (37), pp 12820，关于苯一步氧化制苯酚的反应（这是催化界的holy [...]]]></description>
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		<title>纳米“森林”/3D纳米材料可将光和水转化为氢燃料</title>
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		<pubDate>Sat, 24 Mar 2012 14:29:59 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[写在前面：起始这种结构很久之前就已经出现，否则的话，虽然现在纳米材料不如以前那么容易发论文，但是具有特殊结构，并且有好的实用性能的话，至少弄一篇AM或者AFM，甚至于Jacs，Angew等，如果有大牛的话，更容易。 这种3D结构有些人喜欢称之为纳米多层结构，看个人的喜好了。这种结构的优点可以参考科学网上的这篇中文翻译。当然更推荐看原文。 受广袤无际森林的启发，美国加州大学圣地亚哥分校的工程师把肉眼不可见的纳米线构建成纳米“树”，进而形成纳米“森林”来捕获太阳能，然后利用太阳能这种清洁能源来生产氢燃料。相关论文发表在《NanoScale》期刊上。 氢燃料在燃烧时不排放有害气体，可以实现二氧化碳的零排放，一直被视为汽车动力的终极清洁能源。但目前氢燃料的生产过程却并不清洁，无论是从合烃的化石燃料中制氢，还是从电解水制氢，都离不开煤、石油或天然气等化石燃料。 树能够最大限度地捕获太阳能的关键是它的垂直生长结构及其枝繁叶茂的形态。从空中看地球，平静的海面波光粼粼光辉明亮，而森林则郁郁葱葱深邃幽暗，这是因为垂直结构能够吸收太阳能，而平面结构则反射太阳能。 加州大学圣地亚哥分校的工程师利用自然界非常丰富的硅和氧化锌制成纳米线，在三维纳米线阵列中模仿森林生长的形态结构，并利用光电化学过程来分解水，水的分解过程可以产生氢气和氧气，提取氢气后可作为燃料。由于在这个过程中使用的是清洁能源，因此不会产生温室气体，是一种以清洁能源来生产清洁燃料的新方式。 实验中，研究人员将纳米“树”电极浸没在水中，然后利用模拟的太阳光进行照射，并测量电量的输出。结果表明，这种垂直分支结构不仅能够捕获大量太阳能，同时也能最大限度地提高氢气产量。因为在平面结构，气泡必须很大才能浮出水面，而纳米树结构可以很快地提取非常小的氢气泡。研究人员表示，这种垂直分支结构可以为化学反应提供比平面结构高40万倍的表面积。 研究人员还有更为远大的目标，他们的眼睛盯在了人工光合作用。在自然界的光合作用中，植物不仅吸收阳光，还吸收二氧化碳和水，产生碳水化合物供其自身生长。研究人员希望未来能够模仿这一过程，利用纳米“森林”来吸收大气中的二氧化碳。（来源：中国科学报 何屹 来源网址） 论文标题：3D branched nanowire heterojunction photoelectrodes for high-efficiency solar water splitting and H2 generation 论文摘要：We report the fabrication of a three dimensional branched ZnO/Si heterojunction nanowire array by a two-step, wafer-scale, low-cost, solution etching/growth method and its use as photoelectrode in a photoelectrochemical cell for high [...]]]></description>
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		<title>新型管状太阳能电池成本低质量高</title>
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		<pubDate>Tue, 20 Mar 2012 14:39:30 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[写在前面：我对这篇论文保留一定的意见，习惯性的看通讯来决定该文是否合适发表在该期刊。其实导电碳纤维最近用的很多，特别是在太阳能电池和超级电容器方面，因为大家都集中在一个概念上：柔性。但是导电碳纤维的价格不菲，每平方米大概在7000人民币左右（日本产）。所以&#8230;.. 据美国物理学家组织网近日报道，美国佐治亚理工学院和中国厦门大学的科研团队携手研发出了一种新技术，将一模一样的二氧化钛纳米棒“种植”在碳纤维上，利用这种简单低廉的材料制造高质量管状太阳能电池。新方法与经常使用的溶胶—凝胶法相比更具优势，后者需要高温且会导致材料破碎。研究论文发表在《美国化学学会》会刊上。 与传统的平板太阳能电池相比，种植在碳纤维表面的由二氧化钛半导体纳米棒组成的奇特结构拥有几个独特的优势。这种柔性管状太阳能电池能捕捉来自各个方向的光线，甚至有潜力编织进布料和纸张中，以应用于新奇的领域。 该研究的联合作者、佐治亚理工学院的郭文希（音译）表示：“这项研究演示了一种创新性的在柔性衬底上种植成串二氧化钛纳米棒的方法，得到的产品能被用到柔性设备上用于捕捉和存储能量。” 制造管状太阳能电池是一个挑战，因为需要进行很多步骤，包括将纯净的钛薄片变成二氧化钛纳米棒，用纳米棒覆盖碳纤维并将纳米棒整齐划一地排列在碳纤维上等。研究人员解释道，在碳纤维上铺展二氧化钛纳米结构的一个理想方法是将二氧化钛纳米结构直接种植在碳纤维表面。 研究人员通过“溶解和种植”方法做到了这一点，该方法将钛变成垂直对齐的单晶体二氧化钛纳米棒，并铺展在碳纤维上。接着，为了进一步改善设备的性能，科学家们使用“蚀刻和种植”法，即使用盐酸并借用一种水热处理方法，将纳米棒蚀刻成为长方形的成串阵列。 随后，科学家们将由纳米棒覆盖的碳纤维装配成管状染料敏化太阳能电池（DSSC）的光电阳极，并在实验中测试了其性能。结果表明，长方形成串的纳米棒配置获得的光电转化效率为1.28%，而不成串配置的光电转化效率仅为0.76%。科学家们认为，差异源于成串纳米棒的表面积更大，能吸收的染料分子更多，导致激发的电子也更多。 表面积更大让管状太阳能电池能捕捉来自各个方向的光线，使它们更适合用于太阳光强度有限的地区。除了制造出太阳能电池，新方法也能被扩展到制造光催化剂和锂离子电池。 郭文希表示：“未来，我们或许仅仅使用碳材料和二氧化钛就能制造出有潜力的织入布料和纸张中的染料敏化太阳能电池。”（来源：科技日报 刘霞 来源网址） 原文题目：Rectangular Bunched Rutile TiO2 Nanorod Arrays Grown on Carbon Fiber for Dye-Sensitized Solar Cells 原文摘要：Because of their special application in photovoltaics, the growth of one-dimensional single-crystalline TiO2 nanostructures on a flexible substrate is receiving intensive attention. Here we present a study of rectangular bunched [...]]]></description>
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		<title>Mott-Schottky曲线计算载流子浓度</title>
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		<pubDate>Mon, 19 Mar 2012 14:38:00 +0000</pubDate>
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				<category><![CDATA[学习手记]]></category>
		<category><![CDATA[Mott-Schottky]]></category>
		<category><![CDATA[数据处理]]></category>

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		<description><![CDATA[之前曾经转载过一篇小木虫上关于Mott-Schottky曲线处理的日志。但根据他们所给的方法和CHI给出的数据及文献数据还是有比较大的差距。后面经过学习，觉得Mott-Schottky计算大概是如下步骤。当然对于测试，仍旧可以参考《Mott-Schottky测试及数据处理》该文。 CHI 工作站测试出来的Mott-Schottky 前面默认是有17行的测试条件，由于origin导入数据时默认是选择双行，所以要删除这些测试条件行。有两种方法：一是在导入前手动删去，实用于数据不是很多的情况下；而是使用origin的多文件导入向导： 1. origin的多文件导入向导（快捷键Ctrl+3） 一路Next到Head Lines： 去掉Auto determine subheader前的对勾，此时上面的Number of main header lines (exclude…)被激活，填入要去除的行数17。此时下面的预览中可以看到只留下了所有的数据列。 2. 在origin中新建一列，计算公式如下(Col(C)*2*3.14*0.5*10000)^2，其中3.14为π，0.5是电极的面积，10000是测试时所选用的频率。 3. 最后以第一列和最后一列作图即可。此时纵坐标为C2/F-1 cm-4。 4. 对做出来的数据图线性拟合，得到的slope即为下面公式中的d(1/C2)/dV 5. 利用上面公式求出Nd。e0 is the electron charge, ε the dielectric constant of XXX（要通过文献查到）, ε0 the permittivity of vacuum, Nd the dopant density and V the electrode applied potential. 6. 附件是Nd计算的excel文件，填入数据即可。]]></description>
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